水稻耐鹽基因SST的表達(dá)與功能分析.pdf

1、課題組前期在秈稻R401輻射誘變?nèi)后w中篩選到一個(gè)苗期耐鹽突變體sst，耐鹽性受隱性單基因控制，通過基因定位和測(cè)序分析將OsSPL10作為候選基因，目前獲得遺傳互補(bǔ)載體轉(zhuǎn)化陽性植株和OsSPL10基因啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的GUS表達(dá)載體。在此基礎(chǔ)上，本研究對(duì)遺傳互補(bǔ)載體轉(zhuǎn)化陽性植株進(jìn)行表型鑒定，利用qRT-PCR技術(shù)和GUS表達(dá)實(shí)驗(yàn)研究該基因的時(shí)空表達(dá)模式，并利用qRT-PCR技術(shù)研究該基因在苗期鹽脅迫下的表達(dá)模式。同時(shí)在芽期與苗期，對(duì)鹽脅迫下野生

2、型與突變體的幾個(gè)生理指標(biāo)進(jìn)行比較分析，以探究sst耐鹽的生理途徑。主要結(jié)果如下：
　?。?）遺傳互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)：將T0代種子（T1代）催芽后，待植株長到一葉一心期移栽入大盆進(jìn)行液體培養(yǎng)，以野生型R401及突變體sst為對(duì)照。移栽10天后用100 mmol/L NaCl溶液進(jìn)行五個(gè)星期脅迫。此時(shí)野生型死亡，突變體存活，而互補(bǔ)轉(zhuǎn)基因T1代苗中大部分恢復(fù)成野生型性狀，即，不耐鹽死忙。結(jié)果表明，OsSPL10就是SST基因。
　　（2）q

3、RT-PCR技術(shù)分析SST的時(shí)空表達(dá)：以野生型R401和突變體sst為材料，分別取苗期的地上部分與地下部，生殖生長期的劍葉、劍葉鞘、倒二葉、倒二葉鞘、莖、大于10 cm和小于5 cm的小穗提取RNA進(jìn)行定量RT-PCR分析。結(jié)果表明，野生型中，SST在小于5 cm的小穗中表達(dá)量最高，其次是苗期的地上部與根部，但突變體內(nèi)目的基因在這幾個(gè)部位表達(dá)量下調(diào)。結(jié)果暗示，SST不僅與水稻耐鹽性有關(guān)，與苗期生長發(fā)育、花器官早期發(fā)育也有一定關(guān)系。

4、>　?。?）GUS染色分析SST的時(shí)空表達(dá)：利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將SST基因啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的GUS表達(dá)載體轉(zhuǎn)化日本晴，獲得2棵陽性苗。在芽期、苗期、孕穗期與抽穗后期分別取不同組織部位進(jìn)行GUS染色。結(jié)果表明，SST在芽期、苗期和抽穗前后的根、葉、葉鞘、葉枕、小穗、穗柄、表皮毛、內(nèi)外稃以及花器官等均有表達(dá)，而且表達(dá)的具體部位具有明顯的不均勻性和特異性。進(jìn)一步暗示，SST是多效基因，可能參與了水稻的營養(yǎng)生長與生殖發(fā)育的調(diào)節(jié)。
　　（4）鹽脅迫

5、對(duì)苗期SST表達(dá)的影響：以野生型R401和突變體sst為材料，苗期進(jìn)行150 mmol/L NaCl處理，分別取脅迫0 h、0.5 h、1 h、2 h、4 h、12 h、24 h和48 h后地上部與地下部材料提取RNA進(jìn)行qRT-PCR分析。結(jié)果表明，鹽脅迫最終會(huì)誘導(dǎo)野生型SST的表達(dá)；突變體內(nèi)sst表達(dá)量整體下調(diào)，且不被鹽脅迫誘導(dǎo)表達(dá)。
　?。?）芽期生理實(shí)驗(yàn)：以野生型R401和突變體sst為材料，對(duì)照組為清水處理，脅迫組為鹽水

6、處理。第4天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)，第7天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率及生長狀況（芽長，根長，根數(shù)目，生物鮮重）。結(jié)果表明，鹽脅迫對(duì)野生型與突變體的各項(xiàng)指標(biāo)均有抑制性，其中發(fā)芽率、生物鮮重、芽長在兩者間受到的抑制程度一樣，而發(fā)芽勢(shì)、根長、根數(shù)目在突變體中受到的抑制更嚴(yán)重。可見本苗期耐鹽突變體在芽期沒有耐鹽優(yōu)勢(shì)，屬于耐鹽性在芽期與苗期不一致類型。
　?。?）苗期生理實(shí)驗(yàn)。以野生型R401和突變體sst為材料，對(duì)照組為營養(yǎng)液培養(yǎng)，處理組用加鹽營養(yǎng)液培養(yǎng)。在脅迫不同

7、時(shí)間點(diǎn)測(cè)定野生型和突變體的鮮重、干重、鮮重含水量、葉綠素含量、類胡蘿卜素含量、MDA含量、PRO含量以及細(xì)胞膜透性等生理指標(biāo)。結(jié)果表明，鹽脅迫均會(huì)抑制兩者的鮮重、干重、鮮重含水量、類胡蘿卜素含量以及葉綠素含量，且對(duì)野生型的前四項(xiàng)指標(biāo)抑制更嚴(yán)重，但葉綠素含量抑制程度在兩者間無差異。鹽脅迫也增加了兩者的MDA含量、PRO含量以及細(xì)胞膜透性，且使野生型增加的幅度更大。結(jié)果暗示，突變體sst耐鹽性可能與涉及葉綠素含量的分子、代謝或生理途徑無關(guān)，